(57)【要約】【課題】不良品となる確率が低くなり、歩留まりの向上につながる複合配線基板構造体を提供すること。【解決手段】本発明の複合配線基板構造体１１は、第１基板５１、第２基板３１及び機能モジュール９１を備える。第１基板５１の第１主面５２側に設定された素子搭載部５６には、半導体回路素子２１が接続される。第１基板５１の第１主面５２側には機能モジュール９１が接合され、第１基板５１の第２主面５３側には第２基板３１が接合される。第１基板５１の導体部５７、第２基板３１の導体部３５、及び、機能モジュール９１の導体部９６は、互いに電気的に接続される。【選択図】  図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
第１主面及び第２主面を有し、前記第１主面側に半導体回路素子が接続可能な素子搭載部が設定された第１基板と、
前記第１基板の前記第２主面側に接合された第２基板と、
前記第１基板の前記第１主面及び前記第２主面のうちの少なくとも一方側に接合された機能モジュールと
を備え、前記第１基板の導体部、前記第２基板の導体部及び前記機能モジュールの導体部が互いに電気的に接続されていることを特徴とする複合配線基板構造体。
【請求項２】
前記第１基板は、有機材料を主体とするフレキシブル配線基板であることを特徴とする請求項１に記載の複合配線基板構造体。
【請求項３】
前記第２基板は、無機材料を主体とするセラミック基板であることを特徴とする請求項１または２に記載の複合配線基板構造体。
【請求項４】
前記第２基板には、前記半導体回路素子の動作性向上に関与する受動部品を接続可能な受動部品搭載部が設定されていることを特徴とする請求項１乃至３のいずれか１項に記載の複合配線基板構造体。
【請求項５】
前記第２基板は、前記半導体回路素子の動作性向上に関与する機能を有することを特徴とする請求項１乃至３のいずれか１項に記載の複合配線基板構造体。
【請求項６】
前記機能モジュールは、複数種類の電子部品を含んで構成された回路を有するモジュール配線基板であることを特徴とする請求項１乃至５のいずれか１項に記載の複合配線基板構造体。
【請求項７】
前記第２基板は、前記第１基板の前記第２主面側に第１接着層を介して接合され、前記第１接着層内の導体部を介して、前記第１基板の導体部と前記第２基板の導体部とが電気的に接続されていることを特徴とする請求項１乃至６のいずれか１項に記載の複合配線基板構造体。
【請求項８】
前記機能モジュールは、前記第１基板の前記第１主面及び前記第２主面のうちの少なくとも一方側に、第２接着層を介して接合され、前記第２接着層内の導体部を介して、前記第１基板の導体部と前記機能モジュールの導体部とが電気的に接続されていることを特徴とする請求項１乃至７のいずれか１項に記載の複合配線基板構造体。
【請求項９】
前記第１基板は、前記素子搭載部を中心としてその周囲にファンアウトする複数の導体パターンと、前記複数の導体パターンに電気的に接続する複数のビア導体とを、導体部として有する多層フレキシブル配線基板であることを特徴とする請求項１乃至８のいずれか１項に記載の複合配線基板構造体。
【請求項１０】
前記第１基板は所定部分を屈曲させた状態で使用されるとともに、前記第２基板及び前記機能モジュールはその屈曲部分を避けるようにして接合されていることを特徴とする請求項１乃至９のいずれか１項に記載の複合配線基板構造体。
【請求項１１】
前記第２基板は、前記半導体回路素子に供給すべき電源を安定化させるためのキャパシタ機能を有することを特徴とする請求項１乃至１０のいずれか１項に記載の複合配線基板構造体。
【請求項１２】
前記第２基板は、前記第１基板と接合される接合面と、前記接合面の反対側に位置する非接合面とを有するとともに、前記非接合面上には、マザーボードが有する複数の端子に対して接続可能な複数の外部接続端子が設けられていることを特徴とする請求項１乃至１１のいずれか１項に記載の複合配線基板構造体。
【請求項１３】
請求項１乃至１２のいずれか１項に記載の複合配線基板構造体の製造方法であって、
前記第１基板、前記第２基板及び前記機能モジュールを個別に作製する個別作製工程と、
前記第１基板と前記第２基板とを接合し、前記第１基板と前記機能モジュールとを接合するとともに、その際に前記第１基板の導体部、前記第２基板の導体部及び前記機能モジュールの導体部を互いに電気的に接続する接合工程と
を含むことを特徴とする複合配線基板構造体の製造方法。
【請求項１４】
前記接合工程の実施前に、前記第１基板、前記第２基板及び前記機能モジュールに対する電気検査を個別に行う個別検査工程をさらに含むことを特徴とする請求項１３に記載の複合配線基板構造体の製造方法。
【請求項１５】
請求項１乃至１２のいずれか１項に記載の複合配線基板構造体の製造方法であって、
前記第１基板、前記第２基板、及び、前記機能モジュールの一部となる機能モジュール基板本体を個別に作製する個別作製工程と、
前記第１基板と前記第２基板とを接合し、前記第１基板と前記機能モジュール基板本体とを接合するとともに、その際に前記第１基板の導体部、前記第２基板の導体部及び前記機能モジュール基板本体の導体部を互いに電気的に接続する接合工程と
を含むことを特徴とする複合配線基板構造体の製造方法。
【請求項１６】
第１主面及び第２主面を有し、前記第１主面側に半導体回路素子が接続可能な素子搭載部が設定された第１基板と、
前記第１基板の前記第２主面側に接合された第２基板と
を備え、
前記第１基板の前記第１主面及び前記第２主面のうちの少なくとも一方側に機能モジュール搭載部が設定され、
前記第１基板の導体部及び前記第２基板の導体部が互いに電気的に接続されていることを特徴とする複合配線基板構造体。
【請求項１７】
前記機能モジュール搭載部に、機能モジュールの一部となる機能モジュール基板本体が接合されていることを特徴とする請求項１６に記載の複合配線基板構造体。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、複合配線基板構造体及びその製造方法に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
近年、パーソナルコンピュータ、デジタル家電などの電気製品分野や、自動車分野などにおいては、製品の小型化、高機能化、高付加価値化が益々進んでいる。それに伴い、この種の製品における重要な電気的部品であるマザーボードの小型化や高密度化が望まれており、マザーボード上に実装される各種部品の小型化も同様に望まれている。このような部品としては、ＩＣチップ等の電子部品を実装するための基板を挙げることができる（例えば、特許文献１参照）。ここで、特許文献１は、機械的強度が高いリジッド基板に接着剤を介してフレキシブル基板を貼り付けた、いわゆるリジッド・フレキ基板となっている。このリジッド・フレキ基板のフレキシブル基板側にはＩＣチップが実装されている。
【特許文献１】特開２００４−１８７２０２号公報（図４など）
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
ところで、上記特許文献１のリジッド・フレキ基板を製造する場合には、リジッド基板にフレキシブル基板を積層した後の工程で、その積層体に対してビア孔を積層方向に貫通形成し、形成されたビア孔内に銅めっきや導電性金属ペーストの充填を施すことにより導体部を形成していた。この場合、リジッド基板にフレキシブル基板を積層した後でないと、配線不良を発見するための電気検査を行うことができないため、リジッド基板及びフレキシブル基板の少なくとも一方が不良品であったとしても、それを事前に除去することができない。その結果、完成したリジッド・フレキ基板が不良品となる確率が高く、歩留まりの低下につながってしまう。
【０００４】
本発明は上記の課題に鑑みてなされたものであり、その目的は、不良品となる確率が低くなり、歩留まりの向上につながる複合配線基板構造体及びその製造方法を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
そして、上記課題を解決するための手段（手段１）としては、第１主面及び第２主面を有し、前記第１主面側に半導体回路素子が接続可能な素子搭載部が設定された第１基板と、前記第１基板の前記第２主面側に接合された第２基板と、前記第１基板の前記第１主面及び前記第２主面のうちの少なくとも一方側に接合された機能モジュールとを備え、前記第１基板の導体部、前記第２基板の導体部及び前記機能モジュールの導体部が互いに電気的に接続されていることを特徴とする複合配線基板構造体がある。
【０００６】
従って、この複合配線基板構造体の場合、第１基板の導体部、第２基板の導体部及び機能モジュールの導体部が互いに電気的に接続されている。このため、例えば、互いに別々の機能を有する第１基板、第２基板及び機能モジュールをあらかじめ作製しておいてから、第２基板及び機能モジュールを第１基板に接合させることにより、複合配線基板構造体に複数の機能を持たせることができる。
【０００７】
また、本発明の複合配線基板構造体には、第１基板及び第２基板に加えて機能モジュールを有するため、２種類の基板からなる特許文献１に記載の従来技術に比べて、多機能化を図ることができる。ゆえに、１つのシステム化された複合配線基板構造体（いわゆるシステム・イン・パッケージ:ＳＩＰ）を実現しやすくなり、付加価値も高くなる。
【０００８】
さらに、第１基板に第２基板が接合され、第１基板に機能モジュールが接合されるため、第１基板に第２基板を接合させる前や、第１基板に機能モジュールを接合させる前に、第１基板、第２基板及び機能モジュールの電気検査を個別に行うことができる。このため、接合前に不良品を発見してそれを事前に除去することができるため、電気検査に合格した第１基板、第２基板及び機能モジュールのみを接合して複合配線基板構造体を構成することができる。従って、複合配線基板構造体が不良品となる確率が低くなり、歩留まりの向上につながる。
【０００９】
手段１にかかる複合配線基板構造体に実装されるべき半導体回路素子とは、半導体集積回路素子の他、半導体製造プロセスで製造されたＭＥＭＳ（Micro Electro Mechanical Systems）素子等が挙げられる。半導体集積回路素子の例としては、熱膨張係数が２．６ｐｐｍ／℃程度のシリコンからなる半導体集積回路チップ（ＩＣチップ）などを挙げることができる。また、ＭＥＭＳ素子とは、半導体ＩＣ製造プロセスを基盤としたマイクロマシニング技術により製造される微細回路素子をいい、通常シリコンを主体とするものである。さらに、ＭＥＭＳとは、ＩＣ製造プロセスを基盤としたマイクロマシニング技術により製造されるマイクロサイズのセンサ、アクチュエータ及び制御回路を集積化した微細システムの総称である。なお、前記半導体回路素子の大きさ及び形状は特に限定されない。
【００１０】
前記第１基板は、前記第２基板及び前記機能モジュールの少なくとも一方と同じ機能を有していてもよいし、前記第２基板及び前記機能モジュールとは異なる機能を有していてもよい。第１基板の主たる機能は、半導体回路素子を支持する機能である。なお、第１基板の他の機能としては、半導体回路素子と第２基板とを接続する機能、半導体回路素子と機能モジュールとを接続する機能、第２基板と機能モジュールとを接続する機能などが挙げられる。
【００１１】
なお、第１基板においては、第１主面側に、半導体回路素子が接続可能な素子搭載部が設定されている。前記素子搭載部は、前記第２基板の反対側となる領域に設定されていることが好ましい。このようにすれば、例えば第１基板が低剛性であったとしても、第１基板の第２主面側に接合される第２基板が高剛性であれば接続信頼性を維持しやすくなる。また、第２基板と半導体回路素子（即ち素子搭載部）とを繋ぐ配線長が短縮されるため、第２基板−半導体回路素子間での信号の高速化を図ることができる。さらに、第２基板がキャパシタを有する場合、キャパシタ−半導体回路素子間の低インダクタンス化による電源の安定化を図ることができる。なお、このような素子搭載部は、第１基板上に１つのみ設定されていてもよいが、複数設定されていてもよい。
【００１２】
また、第１基板の形成材料としては、セラミック、金属、半導体などの無機材料や、樹脂などの有機材料を挙げることができ、コスト性、加工性、絶縁性、機械的強度などを考慮してそれらの中から適宜選択することができる。セラミック材料の好適例としては、例えばアルミナ、ガラスセラミック、結晶化ガラス等の低温焼成材料、窒化アルミニウム、炭化珪素、窒化珪素などがある。金属材料の好適例としては、銅、銅合金、鉄ニッケル合金などがある。半導体材料の好適例としては、例えばシリコンなどがある。そして、樹脂材料の好適例としては、ＰＩ樹脂（ポリイミド樹脂）、ＥＰ樹脂（エポキシ樹脂）、ＢＴ樹脂（ビスマレイミド−トリアジン樹脂）、ＰＰＥ樹脂（ポリフェニレンエーテル樹脂）などがある。そのほか、これらの樹脂とガラス繊維（ガラス織布やガラス不織布）やポリアミド繊維等の有機繊維との複合材料を使用してもよい。あるいは、連続多孔質ＰＴＦＥ等の三次元網目状フッ素系樹脂基材にエポキシ樹脂などの熱硬化性樹脂を含浸させた樹脂−樹脂複合材料等を使用してもよい。特に、低コスト化などの観点からすれば、第１基板の形成材料として樹脂材料などの有機材料を選択することが好ましい。このような配線基板であれば、微細な配線層を比較的簡単にかつ正確に形成することができ、端子数の非常に多い半導体回路素子を接続可能な素子搭載部を容易に形成することができる。即ち、このような配線基板は半導体回路素子実装用の基板として適している。
【００１３】
また、第１基板の形成材料は樹脂材料などの有機材料であることが好ましいが、特には、前記第１基板はフレキシブル配線基板であることが好ましい。このようにすれば、比較的薄く形成できるため、複合配線基板構造体を厚み方向（Ｚ方向）に小型化することができる。さらに、第２基板がセラミック基板である場合には、それよりも大きく形成しやすいため、セラミック基板から張り出させてその張り出し部分にさらに別の構造物を実装することもできる。加えて、第１基板の所定部分を屈曲させた状態で使用することもできるため、第１基板を屈曲させることで複合配線基板構造体の小型化を図ることができる。ゆえに、複合配線基板構造体が収容される空間が狭い場合であっても、第１基板を屈曲させることで上手く収容できる可能性が高くなる。
【００１４】
さらに、前記第１基板は、前記素子搭載部を中心としてその周囲にファンアウトする複数の導体パターンと、前記複数の導体パターンに電気的に接続する複数のビア導体とを、導体部として有する多層フレキシブル配線基板であることが好ましい。このようにすれば、複数の導体パターンが素子搭載部を中心としてその周囲にファンアウトするため、半導体回路素子と第２基板（または機能モジュール）とを、第１基板を介して確実に電気的に接続させることができる。また、第１基板が多層フレキシブル配線基板であるため、今後予想される半導体回路素子のファイン化に十分に対応することができる。また、フレキシブル配線基板で多層ではない（１層しかない）場合に比べて、さらに多くの回路を内部に構成すること等が可能となり、付加価値を高めることができるからである。
【００１５】
前記第２基板は、前記第１基板及び前記機能モジュールの少なくとも一方と同じ機能を有していてもよいし、前記第１基板及び前記機能モジュールとは異なる機能を有していてもよい。また、前記第２基板は、前記第１基板や半導体回路素子の機能を電気的に補助する「機能」を有していてもよい。第２基板が、半導体回路素子の機能を電気的に補助する機能を有している具体例としては、前記第２基板が、前記半導体回路素子の動作性向上に関与する受動部品としての「機能」を有していることなどが挙げられ、例えば半導体回路素子に供給すべき電源を安定化させるための受動部品としての「機能」を有していることなどが挙げられる。その具体例を挙げると、第２基板自体がかかる受動部品の機能（例えばキャパシタ機能）を有したものとして成立していることなどが挙げられる。
【００１６】
また、前記第２基板には、前記半導体回路素子の動作性向上に関与する受動部品を接続可能な受動部品搭載部が設定されていることが好ましく、例えば半導体回路素子に供給すべき電源を安定化させるための受動部品を有することが好ましい。この種の受動部品の具体例としては、ダイオード、抵抗、インダクタ、キャパシタ、コイルなどを挙げることができる。ここに列挙した受動部品を接続可能な受動部品搭載部は、第２基板の表面に設定されていてもよく、内部に設定されていてもよい。
【００１７】
第２基板の形成材料については特に限定されず、コスト性、加工性、絶縁性、機械的強度などを考慮して適宜選択することができる。なお、前記第１基板が低剛性の前記フレキシブル配線基板である場合、第２基板は、高剛性のリジッド基板であることが好ましい。このようにすれば、半導体回路素子が第１基板によって支持されるだけでなく第２基板によっても支持されるため、半導体回路素子が素子搭載部に対して安定的に接続される。よって、半導体回路素子の接続信頼性を維持しやすくなる。前記リジッド基板としては、例えば、セラミック基板、樹脂基板、金属基板、Ｓｉ基板などが挙げられる。特に、前記リジッド基板は、無機材料を主体とするセラミック基板であることが好ましい。セラミックは剛性に優れるため、複合配線基板構造体の機械的強度を高くすることができるからである。また、セラミックは放熱性に優れるため、複合配線基板構造体に発熱部品を実装した場合であっても、その熱を効率よく放散することができるからである。しかも、セラミック材料は一般的に金属や樹脂に比べて熱膨張係数が低いため、リジッド基板の材料として好適だからである。前記セラミック基板の具体例としては、例えば、アルミナ基板、窒化アルミニウム基板、ベリリア基板、ガラスセラミック基板、結晶化ガラス等の低温焼成材料からなる基板などがあるが、これらに限ることはない。また、リジッド基板は、配線層などが設けられたセラミック配線基板であることが好ましい。このようにすれば、配線層を有しない単なる基板である場合に比べて、内部に回路を構成すること等が可能となり、付加価値を高めることができるからである。
【００１８】
前記第２基板は、前記第１基板と接合される接合面と、前記接合面の反対側に位置する非接合面とを有するとともに、前記非接合面上には、マザーボードが有する複数の端子に対して接続可能な複数の外部接続端子が設けられていることが好ましい。マザーボードの形成材料については特に限定されず、コスト性、加工性、絶縁性、機械的強度などを考慮して適宜選択することができる。前記マザーボードとしては、例えば、樹脂製のもの、セラミック製のもの、金属製のものなどが挙げられる。特に、前記マザーボードは、コスト性の観点から樹脂製であることが好ましい。
【００１９】
前記機能モジュールは、前記第１基板及び前記第２基板の少なくとも一方と同じ機能を有していてもよいし、前記第１基板及び前記第２基板とは異なる機能を有していてもよい。また、前記機能モジュールは、複数種類の電子部品を含んで構成された回路を有するモジュール配線基板であってもよく、ＭＥＭＳ等の機能部材を含むことも可能である。このようにすれば、配線層を有しない単なる基板である場合に比べて、内部に回路を構成すること等が可能となり、付加価値を高めることができる。機能モジュールの具体例としては、無線通信機能を有するＲＦモジュールや、電源電圧を制御する機能などを有する電源モジュールなどを挙げることができる。機能モジュールを構成する電子部品の具体例としては、チップトランジスタ、チップダイオード、チップ抵抗、チップキャパシタ、チップコイル、ＭＥＭＳ素子などがある。これらの電子部品は基本的に能動部品であっても受動部品であってもよく、モジュールが実現すべき機能の内容に応じて適宜選択される。
【００２０】
なお、前記第２基板及び機能モジュールは、第１基板における屈曲部分（屈曲予定箇所）を避けるようにして接合されていることがよい。このように構成すれば、たとえ第１基板を屈曲させて使用するような場合であっても、第２基板の接合箇所や機能モジュールの接合箇所に大きな変形が生じるような事態を回避でき、これらの箇所の接続信頼性の低下を防止することができる。
【００２１】
また、前記第２基板は、前記第１基板の前記第２主面側に第１接着層を介して接合され、前記第１接着層内の導体部を介して、前記第１基板の導体部と前記第２基板の導体部とが電気的に接続されていることが好ましい。その理由は、第１接着層内に導体部があると、それを介して第１基板の導体部と第２基板の導体部とを確実に接続しやすくなるからである。同様に、前記機能モジュールは、前記第１基板の前記第１主面及び前記第２主面のうちの少なくとも一方側に、第２接着層を介して接合され、前記第２接着層内の導体部を介して、前記第１基板の導体部と前記機能モジュールの導体部とが電気的に接続されていることが好ましい。その理由は、第２接着層内に導体部があると、それを介して第１基板の導体部と機能モジュールの導体部とを確実に接続しやすくなるからである。
【００２２】
好適な第１接着層及び第２接着層としては、例えば絶縁性接着樹脂材料を用いて構成された接着シートを挙げることができる。また、接着シートにおける絶縁性接着材料としては、例えば液晶ポリマー、熱可塑性ポリイミド、ポリエーテルエーテルケトンなどが好適である。このような耐熱性の材料を使用すれば、高温での接続信頼性などに優れた複合配線基板構造体を実現しやすくなるからである。なお、導体部は接着シートの表裏を導通させるものであることがよい。その理由は、接着シート内に導体部があると、それを介して第１基板の導体部及び第２基板の導体部（または、第１基板の導体部及び機能モジュールの導体部）をより確実に接続しやすくなるからである。具体的には、前記接着シートは、シート第１主面と、シート第２主面と、前記シート第１主面側及び前記シート第２主面側を連通させるビア孔内に設けられた導体柱とを有していることが好ましい。
【００２３】
なお、前記第１基板の導体部、前記第２基板の導体部、前記機能モジュールの導体部、前記第１接着層の導体部及び前記第２接着層の導体部は、例えば導電性金属により形成される。前記導電性金属としては特に限定されないが、例えば銅、金、銀、白金、パラジウム、ニッケル、スズ、鉛、チタン、タングステン、モリブデン、タンタル、ニオブなどから選択される１種または２種以上の金属を挙げることができる。２種以上の金属からなる導電性金属としては、例えば、スズ及び鉛の合金であるはんだ等を挙げることができる。２種以上の金属からなる導電性金属として、鉛フリーのはんだ（例えば、Ｓｎ−Ａｇ系はんだ、Ｓｎ−Ａｇ−Ｃｕ系はんだ、Ｓｎ−Ａｇ−Ｂｉ系はんだ、Ｓｎ−Ａｇ−Ｂｉ−Ｃｕ系はんだ、Ｓｎ−Ｚｎ系はんだ、Ｓｎ−Ｚｎ−Ｂｉ系はんだ等）を用いても勿論よい。
【００２４】
また、上記課題を解決するための他の手段（手段２）としては、第１主面及び第２主面を有し、前記第１主面側に半導体回路素子が接続可能な素子搭載部が設定された第１基板と、前記第１基板の前記第２主面側に接合された第２基板とを備え、前記第１基板の前記第１主面及び前記第２主面のうちの少なくとも一方側に機能モジュール搭載部が設定され、前記第１基板の導体部及び前記第２基板の導体部が互いに電気的に接続されていることを特徴とする複合配線基板構造体がある。
【００２５】
従って、この複合配線基板構造体の場合、第１基板の導体部及び第２基板の導体部が互いに電気的に接続されている。このため、例えば、互いに別々の機能を有する第１基板及び第２基板をあらかじめ作製しておいてから、第２基板を第１基板に接合させることにより、複合配線基板構造体に複数の機能を持たせることができる。
【００２６】
さらに、第１基板に第２基板が接合されるため、第１基板に第２基板を接合させる前に、第１基板及び第２基板の電気検査を個別に行うことができる。このため、接合前に不良品を発見してそれを事前に除去することができるため、電気検査に合格した第１基板及び第２基板のみを接合して複合配線基板構造体を構成することができる。従って、複合配線基板構造体が不良品となる確率が低くなり、歩留まりの向上につながる。
【００２７】
また、手段２にかかる複合配線基板構造体は、前記機能モジュール搭載部に、機能モジュールの一部となる機能モジュール基板本体が接合されていることが好ましい。このようにすれば、複合配線基板構造体が第１基板及び第２基板に加えて機能モジュール基板本体を有するため、２種類の基板からなる場合に比べて、多機能化を図ることができる。
【００２８】
手段１に記載の複合配線基板構造体を比較的簡単にかつ確実に製造するための好ましい方法（手段３）としては、前記第１基板、前記第２基板及び前記機能モジュールを個別に作製する個別作製工程と、前記第１基板と前記第２基板とを接合し、前記第１基板と前記機能モジュールとを接合するとともに、その際に前記第１基板の導体部、前記第２基板の導体部及び前記機能モジュールの導体部を互いに電気的に接続する接合工程とを含むことを特徴とする複合配線基板構造体の製造方法がある。
【００２９】
従って、この複合配線基板構造体の製造方法によれば、第１基板と第２基板とを接合させ、第１基板と機能モジュールとを接合させる前に、第１基板、第２基板及び機能モジュールの電気検査を個別に行うことができる。このため、接合前に不良品を発見してそれを事前に除去することができるため、電気検査に合格した第１基板、第２基板及び機能モジュールのみを接合して複合配線基板構造体を構成することができる。従って、複合配線基板構造体が不良品となる確率が低くなり、歩留まりの向上につながる。
【００３０】
以下、手段３に記載の複合配線基板構造体の製造方法について説明する。
【００３１】
まず、個別作製工程を実施して、第１基板、第２基板及び機能モジュールを個別に作製する。
【００３２】
個別作製工程における第２基板の作製は、従来周知の手法に従って行われる。例えば、第２基板がセラミック基板であるような場合には、リジッド基板用基材であるセラミックグリーンシートを用意し、そのセラミックグリーンシートの所定位置に、両面を貫通するビア孔を形成する。さらに、各ビア孔内に、金属を含む導電性ペーストを充填して導体部を形成するとともに、必要に応じてシート表面にも導電性ペーストを印刷する。そして、所定温度で焼成することにより、セラミック及び金属を焼結させて所定のセラミック基板とする。なお、セラミック多層基板の場合には、例えば導電性ペーストの充填・印刷を行ったセラミックグリーンシートを複数枚積層して圧着した後、焼成を行うようにする。
【００３３】
個別作製工程における第１基板の作製も機能モジュールの作製も、基本的には従来周知の手法に従って行われる。具体的にいうと、例えば、片面または両面に銅箔を有する銅張積層板を基材とし、その両面を貫通するビア孔を形成する。さらに、各ビア孔内に導電性金属ペーストの充填または銅めっき等の手法により導体部を形成した後、表面の銅箔をエッチングして配線層などをパターニングする。
【００３４】
前記接合工程の実施前に、前記第１基板、前記第２基板及び前記機能モジュールの電気検査を個別に行う個別検査工程をさらに含むことが好ましい。このようにすれば、接合前に不良品を発見してそれを事前に除去することができる。
【００３５】
次に、接合工程を実施する。この場合、第１基板上に第２基板を接合した後に、第１基板上に機能モジュールを接合してもよいし、第１基板上に機能モジュールを接合した後に第１基板上に第２基板を接合してもよいが、第１基板上に第２基板及び機能モジュールを同時に接合してもよい。同時に接合すれば工数が少なくなり、生産効率の向上及び製造コストの低減が達成しやすくなる。
【００３６】
前記接合工程の実施前には、あらかじめ所定の位置決め工程を実施することが好ましい。即ち、前記第１基板の導体部と前記第２基板の導体部とを対応させて配置するとともに、前記第１基板の導体部と前記機能モジュールの導体部とを対応させて配置する。
【００３７】
接合工程では、第１基板と第２基板との界面に必要に応じて第１接着層を配置して積層する。第１接着層を配置した場合、前記第１基板の導体部と前記第２基板の導体部とが前記第１接着層の導体部を介して配置される。そして、この状態で例えば加熱を行いながら積層方向に押圧力を加える。その結果、第１基板と第２基板とが接合される。なお、第１接着層を配置しない場合、前記接合工程において、積層方向に押圧力を加えることにより、前記第１基板の導体部と前記第２基板の導体部とを圧接させることが好ましい。このようにすれば、第１基板の導体部及び第２基板の導体部間での確実な導通を図ることができる。また、第１基板と機能モジュールとの界面に必要に応じて第２接着層を配置して積層する。第２接着層を配置した場合、前記第１基板の導体部と前記機能モジュールの導体部とが前記第２接着層の導体部を介して配置される。そして、この状態で例えば加熱を行いながら積層方向に押圧力を加える。その結果、第１基板と機能モジュールとが接合される。なお、第２接着層を配置しない場合、前記接合工程において、積層方向に押圧力を加えることにより、前記第１基板の導体部と前記機能モジュールの導体部とを圧接させることが好ましい。このようにすれば、第１基板の導体部及び機能モジュールの導体部間での確実な導通を図ることができる。また、このときの加熱温度は、第１基板、第２基板及び機能モジュールの材料の種類、使用する第１接着層及び第２接着層の種類、第１接着層及び第２接着層の硬化度などに応じて適宜設定される。
【００３８】
また、手段１に記載の複合配線基板構造体を比較的簡単にかつ確実に製造するための他の好ましい方法（手段４）としては、前記第１基板、前記第２基板、及び、前記機能モジュールの一部となる機能モジュール基板本体を個別に作製する個別作製工程と、前記第１基板と前記第２基板とを接合し、前記第１基板と前記機能モジュール基板本体とを接合するとともに、その際に前記第１基板の導体部、前記第２基板の導体部及び前記機能モジュール基板本体の導体部を互いに電気的に接続する接合工程とを含むことを特徴とする複合配線基板構造体の製造方法がある。
【００３９】
従って、この複合配線基板構造体の製造方法によれば、第１基板と第２基板とを接合させ、第１基板と機能モジュール基板本体とを接合させる前に、第１基板、第２基板及び機能モジュール基板本体の電気検査を個別に行うことができる。このため、接合前に不良品を発見してそれを事前に除去することができるため、電気検査に合格した第１基板、第２基板及び機能モジュール基板本体のみを接合して複合配線基板構造体を構成することができる。従って、複合配線基板構造体が不良品となる確率が低くなり、歩留まりの向上につながる。
【００４０】
また、手段４にかかる複合配線基板構造体の製造方法は、前記機能モジュール基板本体に前記電子部品を接合する電子部品接合工程をさらに含んでいてもよい。なお、電子部品接合工程は、前記接合工程の実施前に実施してもよいが、前記接合工程の実施後に実施することが好ましい。このようにすれば、第１基板と機能モジュール基板本体とを接合させる際に加えられる押圧力が、電子部品に加わることがない。ゆえに、電子部品のクラックの発生を確実に防止することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００４１】
以下、本発明を具体化した一実施形態を図１〜図８に基づき詳細に説明する。図１は、フレキシブル配線基板（第１基板）５１、セラミック配線基板（第２基板、セラミック基板）３１及びモジュール配線基板９１などからなる本実施形態の複合配線基板構造体１１を示す概略断面図である。図２は、フレキシブル配線基板５１及びセラミック配線基板３１からなる構造体の構成を示す分解断面図である。図３は、フレキシブル配線基板５１及び基板本体９５（機能モジュール基板本体）からなる構造体の構成を示す分解断面図である。図４〜図６は、接着シート６１，７１を作製するときの状態を示す概略断面図である。図７は、フレキシブル配線基板５１及びセラミック配線基板３１を互いに接合するときの様子を示す概略断面図である。図８は、フレキシブル配線基板５１及び基板本体９５を互いに接合するときの様子を示す概略断面図である。
【００４２】
図１に示されるように、本実施形態の複合配線基板構造体１１は、マザーボード８１上に実装可能になっており、フレキシブル配線基板５１、セラミック配線基板３１及びモジュール配線基板９１からなるＢＧＡ（ボールグリッドアレイ）である。なお、複合配線基板構造体１１の形態は、ＢＧＡのみに限定されず、例えばＬＧＡ（ランドグリッドアレイ）やＰＧＡ（ピングリッドアレイ）等であってもよい。なお、本実施形態におけるマザーボード８１はエポキシ樹脂とガラス繊維とからなる、いわゆるガラスエポキシ基板であって、その平面方向における熱膨張係数は約１６ｐｐｍ／℃である。ここで「熱膨張係数」とは、一般的に室温〜ガラス転移温度（Ｔｇ）の間のＴＭＡ（熱機械分析装置）にて測定した値のことをいう。「ＴＭＡ」とは、熱機械的分析をいい、例えばＪＰＣＡ−ＢＵ０１に規定されるものをいう。
【００４３】
図１，図２に示されるセラミック配線基板３１は、上面３２（接合面）と、同上面３２の反対側に位置する下面３３（非接合面）とを有している。セラミック配線基板３１は、複数のセラミック層３０と複数の配線層（図示略）とを交互に積層した構造を有している。また、セラミック配線基板３１には、上面３２及び下面３３を貫通する複数のビア孔３４が格子状に形成されている。そして、かかるビア孔３４内には、タングステンを主材料とするビア導体３５（導体部）が設けられている。各ビア導体３５の上端面にはタングステンからなる上側端子電極３６が設けられている。一方、各ビア導体３５の下端面には、マザーボード８１の複数の端子８２との電気的な接続を図るための複数の基板側はんだバンプ４９（外部接続端子）が格子状に突設されている。基板側はんだバンプ４９は、９０Ｐｂ／１０Ｓｎという組成の錫鉛はんだからなっている。なお、本実施形態において、セラミック配線基板３１はアルミナ（無機材料）を焼結させたアルミナ焼結体により形成された基板である。セラミック配線基板３１の平面方向における熱膨張係数は約７．６ｐｐｍ／℃、ヤング率は約３１０ＧＰａである。よって、本実施形態のセラミック配線基板３１は、極めて高い剛性を有している。
【００４４】
また、本実施形態のセラミック配線基板３１には、下面３３にて開口する略矩形状の凹部１３０（受動部品搭載部）が形成されている。この凹部１３０内の奥側には、板状をなすキャパシタ１３１（受動部品）が配置されている。このキャパシタ１３１は、接着剤１３３により凹部１３０内に固定されている。キャパシタ１３１のビア導体１３４は、セラミック配線基板３１における電源用のビア導体１３５と電気的に接続されている。このキャパシタ１３１は、ノイズを除去してＩＣチップ２１に供給すべき電源を安定化させる機能を有している。また、凹部１３０の開口部付近には、板状をなすメモリＩＣ１３２が接着剤１３３により固定されている。メモリＩＣ１３２の図示しない接続端子は、セラミック配線基板３１におけるビア導体と電気的に接続されている。このようにすれば、メモリＩＣ１３２と、複合配線基板構造体１１の上面に搭載されたＩＣチップ２１とを繋ぐ配線長が短縮されるため、高速でデータの伝送を行うのに好適となる。
【００４５】
図１，図２に示されるように、前記フレキシブル配線基板５１は、厚さ２０μｍ程度の耐熱性ポリイミド（有機材料）を主体として形成された樹脂製基板からなる多層フレキシブル配線基板である。本実施形態において、かかる樹脂製基板の平面方向における熱膨張係数は約１７ｐｐｍ／℃、ヤング率は約６．５ＧＰａである。
【００４６】
また、フレキシブル配線基板５１は、上面５２（第１主面）及び下面５３（第２主面）を有している。フレキシブル配線基板５１には、上面５２及び下面５３を貫通する複数のビア導体５７（導体部）が設けられている。各ビア導体５７の上端面には上面側配線層５４が電気的に接続され、各ビア導体５７の下端面には下面側配線層５５が電気的に接続されている。なお、便宜上図示していないが、フレキシブル配線基板５１の上面５２側及び下面５３側はカバーレイによって覆われている。また、フレキシブル配線基板５１は、接着シート６１（第１接着層）を介してセラミック配線基板３１の上面３２側に接合されている。
【００４７】
接着シート６１は、耐熱性の熱可塑性樹脂（本実施形態ではＰＥＥＫ：ポリエーテルエーテルケトン）を絶縁基材として形成されている。接着シート６１を構成するシート本体６３は、上面６４（シート第１主面）及び下面６５（シート第２主面）を有している。また、接着シート６１には、上面６４及び下面６５を連通する複数のビア孔６６（図５参照）が格子状に形成されている。そして、かかるビア孔６６内には、表面に銀をコートした銅粉を含む導電ペーストの充填により形成された導体柱６２（導体部）が設けられている。図１に示されるように、各導体柱６２の上端面はフレキシブル配線基板５１の下面側配線層５５に電気的に接続され、各導体柱６２の下端面はセラミック配線基板３１の前記上側端子電極３６に電気的に接続されている。これにより、各ビア導体５７は、セラミック配線基板３１の前記ビア導体３５に対して電気的に接続される。
【００４８】
また、フレキシブル配線基板５１の上面５２側における所定領域（具体的にはセラミック配線基板３１の反対側となる領域）には、上面側配線層５４の一部である複数のフリップチップ接続パッドが配置された素子搭載部５６が設定されている。このような素子搭載部５６には、ＭＰＵとしての機能を有するＩＣチップ２１（半導体回路素子）がフリップチップ実装されている。本実施形態のＩＣチップ２１は、縦１２．０ｍｍ×横１０．０ｍｍ×厚さ０．７ｍｍの矩形平板状であって、熱膨張係数が２．６ｐｐｍ／℃程度のシリコンからなる。かかるＩＣチップ２１の下面側表層には、図示しない回路素子が形成されている。また、ＩＣチップ２１の下面側には、複数のバンプ状の面接続端子２２が格子状に設けられている。各面接続端子２２は、フレキシブル配線基板５１の前記上面側配線層５４（即ちフリップチップ接続パッド）に電気的に接続されている。これにより、各面接続端子２２は、前記接着シート６１を介してセラミック配線基板３１側の上側端子電極３６に接続される。なお、フレキシブル配線基板５１においては、素子搭載部５６を中心としてその周囲にファンアウトする複数の微細な上面側配線層５４（導体パターン）がパターン形成されている。また、前記素子搭載部５６には、メモリなどの電子部品がさらに実装されていてもよい。
【００４９】
図１，図３に示されるように、フレキシブル配線基板５１は、セラミック配線基板３１の平面方向に張り出した部分（張出部５８）を有している。この張出部５８の上面５２側における所定領域には、上面側配線層５４の一部が配置された機能モジュール搭載部５９が設定されており、この機能モジュール搭載部５９にはモジュール配線基板９１が接合されている。本実施形態において、モジュール配線基板９１は、電源電圧を制御する機能を有する電源モジュール（機能モジュール）として成立している。この電源モジュールは、複数種類の電子部品９２を含んで構成された回路からなっている。詳述すると、モジュール配線基板９１は、同モジュール配線基板９１の一部となる基板本体９５を有し、同基板本体９５は上面９３及び下面９４を有している。本実施形態においてこの基板本体９５は、エポキシ樹脂からなる樹脂製基板である。基板本体９５には、モジュール配線基板９１の厚さ方向に延びる複数のビア孔（貫通孔）が格子状に形成されており、それらビア孔内に銅めっきからなる導体柱９６（導体部）が設けられている。上面９３において各々の導体柱９６の上端面がある位置には、上面側パッド９７が配置されている。各上面側パッド９７は、電子部品９２側に設けられたバンプ状の面接続端子９８に対して接続されている。なお、電子部品９２は、チップトランジスタやチップ抵抗などの部品である。一方、下面９４において各々の導体柱９６の下端面がある位置には、下面側パッド９９が配置されている。
【００５０】
また、モジュール配線基板９１は、接着シート７１（第２接着層）を介して前記フレキシブル配線基板５１の上面５２側に接合されている。接着シート７１は、前記接着シート６１と同じ材料にて形成されている。接着シート７１を構成するシート本体７３は、上面７４（シート第１主面）及び下面７５（シート第２主面）を有している。また、接着シート７１には、上面７４及び下面７５を連通する複数のビア孔７６（図５参照）が格子状に形成されている。そして、かかるビア孔７６内には、前記導体柱６２と同じ材料からなる導体柱７２（導体部）が設けられている。図１に示されるように、各導体柱７２の下端面はフレキシブル配線基板５１の前記上面側配線層５４に電気的に接続されている。
【００５１】
その結果、上面側パッド９７〜導体柱９６〜下面側パッド９９〜導体柱７２という経路（またはこれと逆の経路）を経て電流が流れるようになっている。従って、このような構造の複合配線基板構造体１１では、モジュール配線基板９１の導体柱９６を介して、フレキシブル配線基板５１側と電子部品９２側とが電気的に接続される。ゆえに、モジュール配線基板９１を介して、フレキシブル配線基板５１−電子部品９２間で信号の入出力が行われるようになっている。
【００５２】
従って、このような構造の複合配線基板構造体１１では、フレキシブル配線基板５１のビア導体５７は、下面側配線層５５、接着シート６１の導体柱６２及び上側端子電極３６を介して、セラミック配線基板３１のビア導体３５に電気的に接続されている。そして、素子搭載部５６にＩＣチップ２１を実装した場合には、ＩＣチップ２１の面接続端子２２が、上面側配線層５４（フリップチップ接続パッド）を介して、フレキシブル配線基板５１のビア導体５７に電気的に接続される。ゆえに、セラミック配線基板３１−ＩＣチップ２１間で信号の入出力が行われるとともに、ＩＣチップ２１をＭＰＵとして動作させるための電源が供給されるようになっている。
【００５３】
次に、上記の複合配線基板構造体１１を製造する手順について説明する。
【００５４】
まず、個別作製工程を実施して、フレキシブル配線基板５１、セラミック配線基板３１及びモジュール配線基板９１（基板本体９５）を個別に作製する。個別作製工程におけるフレキシブル配線基板５１の作製は、従来周知の手法によって行われる。即ち、銅張積層板に対してメカニカルドリル、ＹＡＧレーザーまたは炭酸ガスレーザーを用いて孔あけ加工を行い、銅張積層板を貫通するビア孔（図示略）を所定位置にあらかじめ形成しておく。そして、従来公知の手法に従って無電解銅めっき及び電解銅めっきを行うことでビア孔内にビア導体５７を形成する。さらに、銅張積層板の両面のエッチングを行って上面側配線層５４及び下面側配線層５５を形成する。その結果、フレキシブル配線基板５１を得る。
【００５５】
また、個別作製工程におけるセラミック配線基板３１の作製も、基本的には従来周知の手法によって行われる。例えば、周知のセラミックグリーンシート形成技術によって、アルミナグリーンシートを複数枚作製する。そして、各グリーンシートの所定位置に、表裏両面を貫通するビア孔をパンチング等により形成する。また、各グリーンシートの所定位置に、後に凹部１３０となる貫通孔をパンチングなどにより形成する。即ち、貫通孔の形成は、焼結後のセラミック層３０に対して行われるのではなく、焼結前の柔らかいグリーンシートに対して行われるため、凹部１３０の形成が容易になる。さらに、各グリーンシートのビア孔内にタングステンペーストを充填して、後にビア導体３５となるペースト充填層を形成しておく。そして、これらのグリーンシートを積層、圧着した後、還元雰囲気中にて所定温度で焼成（同時焼成）を行って、アルミナとタングステンペーストとを焼結させる。その結果、ビア導体３５及び凹部１３０を有する複数のセラミック層３０の積層体が作製される。次に、凹部１３０内の奥側にキャパシタ１３１を実装した後、凹部１３０の開口部付近にメモリＩＣ１３２を実装する。さらに、凹部１３０とキャパシタ１３１との隙間に接着剤１３３を充填してキャパシタ１３１を固定し、凹部１３０とメモリＩＣ１３２との隙間に接着剤１３３を充填してメモリＩＣ１３２を固定する。なお、メモリＩＣ１３２を、複合配線基板構造体１１の完成後に取り付けてもよい。その結果、図２に示すセラミック配線基板３１が完成する。
【００５６】
さらに、個別作製工程におけるモジュール配線基板９１（基板本体９５）の作製も、基本的には従来周知の手法によって行われる。即ち、銅張積層板に対してメカニカルドリルを用いて孔あけ加工を行い、銅張積層板を貫通するビア孔（図示略）を所定位置にあらかじめ形成しておく。なお、銅張積層板に対してＹＡＧレーザーまたは炭酸ガスレーザーを用いてレーザー孔あけ加工を行うことで、ビア孔を形成してもよい。そして、従来公知の手法に従って無電解銅めっき及び電解銅めっきを行い、ビア孔内に導体柱９６を形成する。さらに、銅張積層板の両面の銅箔のエッチングを行って上面側パッド９７及び下面側パッド９９を例えばサブトラクティブ法によって形成する。具体的には、無電解銅めっきの後、この無電解銅めっき層を共通電極として電解銅めっきを施す。さらにドライフィルムをラミネートし、同ドライフィルムに対して露光及び現像を行うことにより、ドライフィルムを所定パターンに形成する。この状態で、不要な電解銅めっき層、無電解銅めっき層及び銅箔をエッチングで除去する。その後、ドライフィルムを剥離することにより、基板本体９５を得る。なお、上面側パッド９７及び下面側パッド９９を、セミアディティブ法によって形成してもよい。具体的には、無電解銅めっきの後、露光及び現像を行って所定パターンのめっきレジストを形成する。この状態で無電解銅めっき層を共通電極として電解銅めっきを施した後、まずレジストを溶解除去して、さらに不要な無電解銅めっき層及び銅箔をエッチングで除去する。その結果、基板本体９５を得る。
【００５７】
また、下記の要領で接着シート６１（または接着シート７１）を作製する（接着シート作製工程）。具体的には、所定の大きさに切断された接着性有機材料シート６０（図４参照）に対してメカニカルドリル、ＹＡＧレーザー、ＣＯ２レーザー、パンチング装置等を用いて孔あけ加工を行い、接着性有機材料シート６０を貫通するビア孔６６（またはビア孔７６）を所定位置にあらかじめ形成しておく（図５参照）。なお、本実施形態のパンチング装置のパンチピンは、１２０μｍの直径を有している。また、ビア孔６６（またはビア孔７６）は、上側開口部の直径が約１１７μｍとなり、下側開口部の直径が約１１３μｍとなる。次に、従来周知の印刷法により、導電ペーストをビア孔６６（またはビア孔７６）に充填し導体柱６２（または導体柱７２）を形成する。具体的には、接着性有機材料シート６０を支持台（図示略）に載置する。次に、ビア孔６６（またはビア孔７６）に対応した位置に開口部を有する印刷マスクを用い、印圧を２ｋｇｆ／ｃｍ２、印刷スピードを５０ｍｍ／ｓｅｃに設定して、表面に銀をコートした銅粉を含む導電ペーストを印刷し、ペースト充填層を形成する。そして、印刷装置から取り外した後、導電ペーストを加熱して溶剤等を蒸発させ、固形化させる。次いで、１００℃程度の温度で約３０分間加熱して仮硬化を行う。これにより、導電ペーストからなる導体柱６２（または導体柱７２）が少しだけ硬化し、接着シート６１（接着シート７１）が完成する。その結果、ビア孔６６（またはビア孔７６）内に導体柱６２（または導体柱７２）が形成される。このとき、導体柱６２（導体柱７２）の先端部分が、接着性有機材料シート６０の上面から約２０μｍだけ突出する（図６参照）。このような構造にすれば、フレキシブル配線基板５１にセラミック配線基板３１を接合する際に、導体柱６２の先端部分とフレキシブル配線基板５１の下面側配線層５５とが圧接し、フレキシブル配線基板５１に基板本体９５を接合する際に、導体柱７２の先端部分と基板本体９５の下面側パッド９９とが圧接する。よって、例えば先端部分がフラットである場合に比べて他基板の導体部との接合強度が高くなり、接続信頼性の向上が図りやすくなる。
【００５８】
次に、電気検査工程（個別検査工程）を実施し、完成したフレキシブル配線基板５１、セラミック配線基板３１及びモジュール配線基板９１の電気検査を個別に行う。なお、本実施形態における電気検査としては、インサーキットテスタを用いて行う一般的なインサーキットテストを行っている。さらに、完成したフレキシブル配線基板５１、セラミック配線基板３１及びモジュール配線基板９１に対し、この時点で併せて外観検査を個別に行ってもよい。このとき、不良品を発見した場合には、その不良品を事前に除去する。そして、電気検査や外観検査に合格したフレキシブル配線基板５１、セラミック配線基板３１及びモジュール配線基板９１のみを用いて位置決め工程（第１位置決め工程または第２位置決め工程）以降の工程を行う。従って、複合配線基板構造体１１が不良品となる確率が低くなり、歩留まりの向上につながる。
【００５９】
そして、第１位置決め工程では、まず、平板状の下治具１０１上に、フレキシブル配線基板５１を載置する。この場合、フレキシブル配線基板５１の外周部分には、下治具１０１に突設された複数の位置決めピン１０５が挿通される。これにより、フレキシブル配線基板５１の平面方向への位置ずれが防止される。次に、フレキシブル配線基板５１上に、接着シート６１、セラミック配線基板３１を順番に載置する。そして、下治具１０１の上にスペーサ１０２を載置する。なお、スペーサ１０２の板厚は、接着シート６１及びセラミック配線基板３１からなる積層部の高さと略等しくなっている。また、スペーサ１０２には複数の位置決めピン１０５が挿通されている。このため、接着シート６１及びセラミック配線基板３１の平面方向への位置ずれが防止される。その後、セラミック配線基板３１及びスペーサ１０２上に平板状の上治具１０４を載置する（図７参照）。なお、上治具１０４は、同上治具１０４の下面側に、クッション材１０３を貼り付けた構造となっている。なお、上記のような治具を用いて位置決めを行う代わりに、基板などの位置を検出する画像認識装置を有する、いわゆるダイマウンタ装置を用いて位置決めを行うことも可能である。
【００６０】
そして次に、下記の要領で第１接合工程（接合工程）を実施する。本実施形態において具体的には、２０Ｔｏｒｒ（≒２６６６Ｐａ）以下の真空下で２６０℃以上の温度となるように加熱を行いながら積層方向に押圧力（４ＭＰａ）を加える（真空熱プレス）。これに伴い、セラミック配線基板３１がフレキシブル配線基板５１側に押圧されるとともに、熱により接着シート６１の可塑性が大きくなる。そして、このような状態の接着シート６１を介して、フレキシブル配線基板５１の下面５３側にセラミック配線基板３１が接合される。この際、フレキシブル配線基板５１のビア導体５７とセラミック配線基板３１のビア導体３５とが、接着シート６１の導体柱６２を介して互いに電気的に接続される。即ち、フレキシブル配線基板５１に対するセラミック配線基板３１の接合は真空雰囲気下での接合となるため、エアの巻き込みによるボイドの発生を効果的に抑制できる。
【００６１】
次に、下記の要領で第２位置決め工程及び第２接合工程（接合工程）を実施する。なお、第２位置決め工程及び第２接合工程は、第１位置決め工程及び第１接合工程の前に行ってもよい。また、第１位置決め工程及び第１接合工程と同時に行うようにすれば、工数が少なくなり、確実に低コスト化を達成することができる。
【００６２】
第２位置決め工程では、まず、平板状の下治具１５１上に、フレキシブル配線基板５１を載置する。この場合、フレキシブル配線基板５１の外周部分には、下治具１５１に突設された複数の位置決めピン１５５が挿通される。これにより、フレキシブル配線基板５１の平面方向への位置ずれが防止される。次に、フレキシブル配線基板５１上に、接着シート７１、基板本体９５を順番に載置する。そして、下治具１５１の上にスペーサ１５２を載置する。なお、スペーサ１５２の板厚は、接着シート７１及び基板本体９５からなる積層部の高さと略等しくなっている。また、スペーサ１５２には複数の位置決めピン１５５が挿通されている。このため、接着シート７１及び基板本体９５の平面方向への位置ずれが防止される。その後、基板本体９５及びスペーサ１５２上に平板状の上治具１５４を載置する（図８参照）。
【００６３】
そして次に、第２接合工程を実施する。本実施形態において具体的には、２０Ｔｏｒｒ（≒２６６６Ｐａ）以下の真空下で２６０℃以上の温度となるように加熱を行いながら積層方向に押圧力（４ＭＰａ）を加える（真空熱プレス）。これに伴い、基板本体９５がフレキシブル配線基板５１側に押圧されるとともに、熱により接着シート７１の可塑性が大きくなる。そして、このような状態の接着シート７１を介して、フレキシブル配線基板５１の上面５２側に基板本体９５が接合される。この際、基板本体９５の導体柱９６とセラミック配線基板３１のビア導体３５とが、接着シート７１の導体柱７２を介して互いに電気的に接続される。即ち、フレキシブル配線基板５１に対する基板本体９５の接合は真空雰囲気下での接合となるため、エアの巻き込みによるボイドの発生を効果的に抑制できる。
【００６４】
なお、上記の上治具１５４は、同上治具１５４の下面側に、クッション材１５３を貼り付けた構造となっている。従って、基板本体９５の上面９３に突出する上面側パッド９７は、弾性体であるクッション材１５３に接触するようになっている。このとき、クッション材１５３は弾性変形して基板本体９５側の凹凸形状に追従する。これにより、基板本体９５に対して均等に押圧力を付加することができる。
【００６５】
次に、セラミック配線基板３１の下面３３に対するはんだペースト印刷を行い、基板側はんだバンプ４９を形成する。このようにすれば、第１接合工程を実施する際に基板側はんだバンプ４９が邪魔にならなくて済む。また、前記第１接合工程後に基板側はんだバンプ形成を行うと、前記第１接合工程前に基板側はんだバンプ形成を行う場合とは異なり、基板側はんだバンプ４９が２６０℃以上の高温に遭遇しにくくなる。従って、必ずしも高融点はんだを選択しなくてもよくなり、はんだ材料の選択の自由度が大きくなる。
【００６６】
もっとも、セラミック配線基板３１を作製する工程を行う時点で、基板側はんだバンプ４９を同時に形成し、その後で第１接合工程を実施するようにしてもよい。このようにすれば、電気検査工程にてセラミック配線基板３１を検査する際に、基板側はんだバンプ４９も含めて検査できるため、基板側はんだバンプ４９に不良が生じた状態で複合配線基板構造体１１が製造されることを防止できる。
【００６７】
また、基板本体９５の上面９３側に複数の電子部品９２を載置する。このとき、電子部品９２側の面接続端子９８と、基板本体９５側の上面側パッド９７とを位置合わせするようにする。そして、加熱して各面接続端子９８をリフローすることにより、面接続端子９８と上面側パッド９７とを接合する（電子部品接合工程）。その結果、図１に示す複合配線基板構造体１１が完成する。
【００６８】
その後、フレキシブル配線基板５１の素子搭載部５６にＩＣチップ２１を載置する。このとき、ＩＣチップ２１側の面接続端子２２と、フレキシブル配線基板５１側の上面側配線層５４とを位置合わせするようにする。そして、加熱して各面接続端子２２をリフローすることにより、面接続端子２２と上面側配線層５４とを接合する。するとこの段階で、複数の機能が集積してシステム化された複合配線基板構造体１１（いわゆるシステム・イン・パッケージ:ＳＩＰ）が完成する。
【００６９】
さらに、セラミック配線基板３１側の基板側はんだバンプ４９と、マザーボード８１側の端子８２とを位置合わせして、マザーボード８１上に複合配線基板構造体１１を載置する。そして、加熱して各基板側はんだバンプ４９をリフローすることにより、基板側はんだバンプ４９と端子８２とを接合する。これにより、複合配線基板構造体１１がマザーボード８１上に搭載される。なお、複合配線基板構造体１１をマザーボード８１上に搭載した後で、ＩＣチップ２１を載置するようにしてもよい。
【００７０】
従って、本実施形態によれば以下の効果を得ることができる。
【００７１】
（１）本実施形態の複合配線基板構造体１１の製造方法によれば、フレキシブル配線基板５１にセラミック配線基板３１を接合させる前や、フレキシブル配線基板５１に基板本体９５を接合させる前に、フレキシブル配線基板５１、セラミック配線基板３１及び基板本体９５の電気検査を個別に行うことができる。よって、接合前に不良品を発見してそれを事前に除去することができるため、電気検査に合格したフレキシブル配線基板５１、セラミック配線基板３１及び基板本体９５のみを接合して複合配線基板構造体１１を構成することができる。
【００７２】
また、基板本体９５の上面側パッド９７に電子部品９２を実装してモジュール配線基板９１を構成しておいてから、そのモジュール配線基板９１をフレキシブル配線基板５１に接合することが考えられる。この場合、フレキシブル配線基板５１にセラミック配線基板３１を接合させる前や、フレキシブル配線基板５１にモジュール配線基板９１を接合させる前に、フレキシブル配線基板５１、セラミック配線基板３１及びモジュール配線基板９１の電気検査を個別に行うことができる。よって、接合前に不良品を発見してそれを事前に除去することができるため、電気検査に合格したフレキシブル配線基板５１、セラミック配線基板３１及びモジュール配線基板９１のみを接合して複合配線基板構造体１１を構成することができる。
【００７３】
従って、複合配線基板構造体１１が不良品となる確率が低くなり、歩留まりの向上を達成しやすくなる。ひいては、複合配線基板構造体１１の製造コストの低減を図ることができる。
【００７４】
（２）本実施形態の複合配線基板構造体１１では、フレキシブル配線基板５１のビア導体５７、セラミック配線基板３１のビア導体３５及びモジュール配線基板９１の導体柱９６が互いに電気的に接続されている。このため、例えば、互いに別々の機能を有するフレキシブル配線基板５１、セラミック配線基板３１及びモジュール配線基板９１をあらかじめ作製しておいてから、セラミック配線基板３１及びモジュール配線基板９１をフレキシブル配線基板５１に接合させることにより、複数の機能を有する複合配線基板構造体１１を実現することができる。
【００７５】
また、複合配線基板構造体１１は、フレキシブル配線基板５１及びセラミック配線基板３１に加えてモジュール配線基板９１を有するため、２種類の基板からなる特許文献１に記載のリジッド・フレキ基板に比べて、多機能化を図ることができる。ゆえに、１つのシステム化された複合配線基板構造体１１（いわゆるシステム・イン・パッケージ:ＳＩＰ）を実現しやすくなり、付加価値も高くなる。
【００７６】
（３）本実施形態の製造方法では、フレキシブル配線基板５１の素子搭載部５６にＩＣチップ２１を実装する前の時点で第１接合工程を実施しているため、上治具１０４の荷重がＩＣチップ２１に加わることがない。ゆえに、ＩＣチップ２１のクラックの発生を確実に防止することができる。また、本実施形態では、基板本体９５の上面側パッド９７に電子部品９２を実装する前の時点で第２接合工程を実施しているため、上治具１５４の荷重が電子部品９２に加わることがない。ゆえに、電子部品９２のクラックの発生を確実に防止することができる。
【００７７】
なお、本発明の実施形態は以下のように変更してもよい。
【００７８】
・上記実施形態のモジュール配線基板９１は、フレキシブル配線基板５１の上面５２側に接合されていたが、フレキシブル配線基板５１の下面５３側に接合されていてもよい。
【００７９】
・上記実施形態において、フレキシブル配線基板５１を、所定部分（張出部５８）を上側または下側に屈曲させた状態で使用してもよい。また、図９に示されるように、フレキシブル配線基板５１の屈曲部分を避けるようにセラミック配線基板３１及びモジュール配線基板９１を接合してもよい。このようにすれば、セラミック配線基板３１の接合箇所やモジュール配線基板９１の接合箇所に大きな変形が生じるような事態を回避でき、これらの箇所の接続信頼性の低下を防止することができる。
【００８０】
さらに、図９に示されるように、フレキシブル配線基板５１を下側に屈曲させ、フレキシブル配線基板５１におけるモジュール配線基板９１の接合部位を、接着層１４１を介してセラミック配線基板３１の下面３３側に接着してもよい。このようにすれば、フレキシブル配線基板５１を屈曲させた状態で保持することができる。なお、接着層１４１の代わりに、接着シート６１と同様の構成を有する接着シートを配置し、その接着シートを介してフレキシブル配線基板５１とセラミック配線基板３１との導通を図るようにしてもよい。このようにすれば、複合配線基板構造体１１内に、より複雑な回路を形成することができる。
【００８１】
・上記実施形態において、フレキシブル配線基板５１は、積層タイプの多層フレキシブル配線基板であってもよい。即ち、フレキシブル配線基板５１は、複数枚の樹脂製基板を接着層を介して積層することにより構成したものであってもよい。
【００８２】
・上記実施形態において、フレキシブル配線基板５１の張出部５８に、モジュール配線基板９１とは別の構造物が接合されていてもよい。例えば、フレキシブル配線基板５１の上面５２に形成された上面側配線層５４に、例えばチップコンデンサ等のような電子部品を実装してもよい。
【００８３】
・上記実施形態では、フレキシブル配線基板５１とセラミック配線基板３１とが接着シート６１を介して接合され、フレキシブル配線基板５１とモジュール配線基板９１（基板本体９５）とが接着シート７１を介して接合されていた。しかし、接着シート６１，７１の代わりに異方導電性接着剤を用いることにより、フレキシブル配線基板５１とセラミック配線基板３１とを接合し、フレキシブル配線基板５１と基板本体９５とを接合してもよい。
【００８４】
次に、前述した実施形態によって把握される技術的思想を以下に列挙する。
【００８５】
（１）第１主面及び第２主面を有し、前記第１主面側に半導体回路素子が接続可能な素子搭載部が設定された第１基板と、前記第１基板の前記第２主面側に接合された第２基板と、前記第１基板の前記第１主面及び前記第２主面のうちの少なくとも一方側に接合された機能モジュールとを備え、前記第１基板の導体部、前記第２基板の導体部及び前記機能モジュールの導体部が互いに電気的に接続され、前記素子搭載部は、前記第２基板の反対側となる領域に設定されていることを特徴とする複合配線基板構造体。
【００８６】
（２）第１主面及び第２主面を有し、前記第１主面側に半導体回路素子が接続可能な素子搭載部が設定された第１基板と、前記第１基板の前記第２主面側に第１接着層を介して接合された第２基板と、前記第１基板の前記第１主面及び前記第２主面のうちの少なくとも一方側に第２接着層を介して接合された機能モジュールとを備え、前記第１基板の導体部、前記第２基板の導体部及び前記機能モジュールの導体部が互いに電気的に接続され、前記第１接着層及び前記第２接着層が、ともに耐熱性樹脂を絶縁基材とする接着シートであることを特徴とする複合配線基板構造体。
【００８７】
（３）前記接着シートは、シート第１主面と、シート第２主面と、前記シート第１主面側及び前記シート第２主面側を連通させるビア孔内に設けられた導体柱とを有することを特徴とする上記（２）記載の複合配線基板構造体。
【００８８】
（４）第１主面及び第２主面を有し、前記第１主面側に半導体回路素子が接続可能な素子搭載部が設定された第１基板、前記第１基板の前記第２主面側に接合された第２基板及び前記第１基板の前記第１主面及び前記第２主面のうちの少なくとも一方側に接合された機能モジュールを個別に作製する個別作製工程と、前記第１基板と前記第２基板とを接合し、前記第１基板と前記機能モジュールとを接合するととともに、その際に前記第１基板の導体部、前記第２基板の導体部及び前記機能モジュールの導体部を互いに電気的に接続する接合工程と、前記接合工程の実施前に、前記第１基板の導体部と前記第２基板の導体部とを対応させて配置するとともに、前記第１基板の導体部と前記機能モジュールの導体部とを対応させて配置する位置決め工程とを含むことを特徴とする複合配線基板構造体の製造方法。
【００８９】
（５）前記接合工程において、接合方向に押圧力を加えることにより、前記第１基板の導体部と前記第２基板の導体部とを圧接させるとともに、前記第１基板の導体部と前記機能モジュールの導体部とを圧接させることを特徴とする上記（４）記載の複合配線基板構造体の製造方法。
【図面の簡単な説明】
【００９０】
【図１】本実施形態において、フレキシブル配線基板（第１基板）、セラミック配線基板（第２基板）及びモジュール配線基板（機能モジュール）などからなる複合配線基板構造体を示す概略断面図。
【図２】フレキシブル配線基板及びセラミック配線基板からなる構造体の構成を示す分解断面図。
【図３】フレキシブル配線基板及びモジュール配線基板からなる構造体の構成を示す分解断面図。
【図４】接着シートの作製過程において、接着性有機材料シートを示す概略断面図。
【図５】接着シートの作製過程において、接着性有機材料シートにビア孔を形成する工程を示す概略断面図。
【図６】接着シートの作製過程において、ビア孔内に導体柱を形成する工程を示す概略断面図。
【図７】複合配線基板構造体の製造過程において、フレキシブル配線基板及びセラミック配線基板を互いに接合するときの様子を示す概略断面図。
【図８】複合配線基板構造体の製造過程において、フレキシブル配線基板及びモジュール配線基板を互いに接合するときの様子を示す概略断面図。
【図９】他の実施形態における複合配線基板構造体を示す概略断面図。
【符号の説明】
【００９１】
１１…複合配線基板構造体
２１…半導体回路素子としてのＩＣチップ
３１…第２基板及びセラミック基板としてのセラミック配線基板
３２…接合面としての上面
３３…非接合面としての下面
３５…第２基板の導体部としてのビア導体
４９…外部接続端子としての基板側はんだバンプ
５１…第１基板としてのフレキシブル配線基板
５２…第１主面としての上面
５３…第２主面としての下面
５４…導体パターンとしての上面側配線層
５６…素子搭載部
５７…第１基板の導体部としてのビア導体
５９…機能モジュール搭載部
６１…第１接着層としての接着シート
６２…第１接着層内の導体部としての導体柱
７１…第２接着層としての接着シート
７２…第２接着層内の導体部としての導体柱
８１…マザーボード
８２…端子
９１…機能モジュールとしてのモジュール配線基板
９２…電子部品
９５…機能モジュール基板本体としての基板本体
９６…機能モジュールの導体部としての導体柱
１３０…受動部品搭載部としての凹部
１３１…受動部品としてのキャパシタ
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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